【正文】 d。 ω c=18rad/s， 因?yàn)橐?8176。 step(gb)。 grid on title(39。Re39。當(dāng)動(dòng)物接近靜物時(shí)，開關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的接點(diǎn)閉合。 先進(jìn)性：采用工業(yè)級(jí)四軸運(yùn)動(dòng)控制板卡作為核心控制系統(tǒng)，先進(jìn)的交流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，檢測(cè)元件使用光電碼盤而不使用電位計(jì)。 29 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 4 簡(jiǎn) 介 倒立擺是進(jìn)行控制理論研究的典型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 16 小結(jié) 19 PID 控制系統(tǒng)圖 方便性： 倒立擺系統(tǒng)易于安裝、升級(jí)，同時(shí)軟件界面操作簡(jiǎn)單。 (3) 限位開關(guān) 限位開關(guān)又稱 行程 開關(guān) ,可以安裝在相對(duì)靜止的物體 (如固定架、門框等，簡(jiǎn)稱靜物 )上或者運(yùn)動(dòng)的物體（如行車、門等，簡(jiǎn)稱動(dòng)物）上。) xlabel(39。)。 figure(1)。 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 16 — 超前校正裝置的設(shè)計(jì) k=100 =46176。 margin(ga)。 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 19 三 .PID 控制器的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)圖 ： 控制器的控制規(guī)律： 將偏差的比例 (P)、積分 (I)和微分 (D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，故 稱 PID 控制器。 end。 num1=[8 70 110]。目前 ,國(guó)內(nèi)各高?；旧隙疾捎孟愀酃谈吖竞图幽么?Quanser 公司生產(chǎn)的系統(tǒng) 。課程設(shè)計(jì)的過程，模式也為我積攢了很多控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和能力。 由于控制理論的廣泛應(yīng)用 ,由此系統(tǒng)研究產(chǎn)生的方法和技術(shù)將在半導(dǎo)體及精密儀器加工、機(jī)器人控制技術(shù)、人工智能、導(dǎo)彈攔截控制系統(tǒng)、航空對(duì)接控制技術(shù)、火箭發(fā)射中的垂直度控制、雙足機(jī)器人火箭飛行控制、伺服云臺(tái)穩(wěn)定、衛(wèi)星飛 行中的姿態(tài)控制和一般工業(yè)應(yīng)用等方面具有廣闊的利用開發(fā)前景“因此對(duì)倒立擺控制機(jī)理的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義”。) sol=[kp。 s=501。因此，如果需要大的帶寬，或者說具有快速的響應(yīng)特性，應(yīng)當(dāng)采用超前校正。 figure(1)。而由待校 統(tǒng)的相頻特性曲線可以看出，原系統(tǒng)相位 裕度為 00 ，滯后補(bǔ)償無(wú)法對(duì)原系統(tǒng)提升 相位，補(bǔ)償后的相位裕度小于等于 0176。 den1=[ 1]。得到超前校正裝置的傳遞函數(shù) 所以，校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)： ?0???m??? in 1 45s in 1α 00 ????αω 1T m? 1Tm?? 787Tα ? 11Ts 1Tsαα1(s )G c ???????? ss?? s s (s )Gα 0 ????????))(( 5 1)((s )Gα(s )GG (s ) 2c0 ?? ???? s北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 11 num=[ ]。square39。改變控制電壓可以變更伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。而三級(jí)擺可以方便地改裝成兩級(jí)擺，兩級(jí)擺可以改裝成一級(jí)擺。 25 五、參考文獻(xiàn) 由于倒立擺系統(tǒng)本身所具有的高階次、不穩(wěn)定、多變量、非線性和強(qiáng)耦合特性，許多現(xiàn)代控制理論的研究人員一直將它視為典型的研究對(duì)象，不斷從中發(fā)掘出新的控制策略和控制方法，相關(guān)的科研成果在航天科技和機(jī)器人學(xué)方面獲得了廣闊的應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)件圖如圖 ： 圖 一級(jí)倒立擺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖 一級(jí)倒立擺控制系統(tǒng) 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 6 其中電控箱內(nèi)主要有以下部件： (1)交流伺服驅(qū)動(dòng)器； (2)I／ O接口板； (3)開關(guān)電源。 我們不妨做以下假設(shè)： M 小車質(zhì)量 m 擺桿質(zhì)量 b 小車摩擦系數(shù) I 擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)軸心到桿質(zhì)心的長(zhǎng)度 I 擺桿慣量 F 加在小車上的力 x 小車位置 φ 擺桿與垂直向上方向的夾角 θ 擺桿與垂直向下方向的夾角（考慮到擺桿初始位置為豎直向下） 圖 直線一級(jí)倒立擺系統(tǒng) 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 8 因?yàn)槲覀兊妮斎肓渴切≤嚨募铀俣?，輸出量是小車的角度，所以在這里我們僅對(duì)小車的加速度和位移進(jìn)行物理分析。) 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 10 二、串聯(lián)校正裝置的頻域設(shè)計(jì) 校正目標(biāo)如下： Kp≥ 0，相位裕量 ?400 令 K=150 ，原系統(tǒng)的 = 0176。)。grid。 num1=[30 100]。而超前，超前 滯后兩種方法均能滿足要求。 num=[]。 step(sys1,t)。 figure(1)。 13. 《現(xiàn)代控 制工程》第四版 .【美】 Katsuhiko Ogata. 電子工業(yè)出版社。在接下來(lái)的兩周就充分的體現(xiàn)出來(lái)了，在第一周里，根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，我們將第六章關(guān)于線性系統(tǒng)的校正方法自學(xué)了一遍，剛開始不是很明白，但通過對(duì)老師以及學(xué)生的詢問，很快的學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)超前 滯后，滯后 超前的傳遞函數(shù)，以及 PID 控制器的設(shè)計(jì)，基本理解了課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，很快明確了各自的分工，很好的學(xué)會(huì)了各自在小組中發(fā)揮的作用。grid。PID 單位階躍響應(yīng) 39。 numc=conv(num,numpid)。 ，獲得所需要的結(jié)果；滯后校正是利用其高頻衰減特性，